走进光学学习光学(2)
评价一本教科书,最重要的是科学性、实用性和时代感。科学性中最重要的是正确而严谨。许多教科书错误百出。我本人在美国最好的本科大学之一达特茅斯学院讲授过“固体物理”,为此参考了十余种教科书,只发现Ashcroft &Mermin[4]那本没有错误。写过或翻译过书的人都知道,做到完全没有差错其实是很不容易的一件事。伽塔克教授这本书我没有细读,但我希望以他作为一位物理学家又是高技术专家的功底,这本书应该没有或极少错误。我这里主要想突出该书的实用性。一般而言,需要学习光学这门课程或相关知识的,一种是从事光学研究的,他们的实验室里摆放着布满光学仪器和元器件的光学平台。这种工作需要对几何光学和物理光学有深入的了解。这本书对他们是非常合适的。另一种是研究物质的光学性质,特别是光谱学,例如原子分子光谱、凝聚态光谱、化学光谱、天文光谱等,本书也提供了足够的基础知识。最后是光学工程的从业人员,这本书对他们特别适用,因为从原理到应用,这本书可以说是应有尽有。
说到时代感,就是需要补充新的进展,特别是重大的变革。作为物理工作者,我本人近年来关注自旋电子学的发展,因此对圆偏振光作为电子自旋的注入源的技术经常接触。本书第25章第4节专门介绍“光子的角动量”,这一节对于偏振旋转算符及其本征态做了简要而正确的解释,对于任意偏振态的光子的角动量测量值的概率分布,也给出了明确的说法。遗憾的是,没有把光子角动量和电子自旋等关联起来,没有介绍两者交互作用的实验观察和实际应用。另外例如生物光学的某些先进领域,像光合作用、深紫外LED 杀病毒(包括LED 的发展,2014年的诺贝尔奖等)等,似乎也可以涉及。在光子纠缠方面,书中第26章第10 节对EPR 佯谬与贝尔不等式做了简单分析。这里不但给出了相关的实验过程,也介绍了爱因斯坦定域论的观点和隐变量理论,最后以简单的量子力学计算否定了贝尔不等式,亦即否定了爱因斯坦的定域论、肯定了量子力学的正确性。这一节简明扼要,对从事光学实验工作者及一般对物理有基本了解的读者都很有帮助。
伽塔克教授与张晓光教授
产生纠缠光子对的演示图
总的来讲,伽塔克教授这本《光学》,内容翔实,科学性、实用性和时代感都令人折服,译文也非常流畅,因此值得大力推介。可惜的是没有附上索引,对认真的读者会有少许不便。
[1]波恩M,沃尔夫E.光学原理—光的传播、干涉和衍射的电磁理论[M].7版.杨葭荪,译,北京:电子工业出版社,2016.
[2]伽塔克.光学[M].6版.张晓光,唐先锋,张虎,译,北京:清华大学出版社,2019.
[3]张晓光,唐先锋.光纤偏振模色散原理、测量与自适应补偿技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2017.
[4]ASHCROFT N W,MERMIN D N.Solid state physics[M].Harcourt College Publishers,Fort Worth:1976.
Cite this article:GE W the great book of 《Optics》,learn optics[J].Physics and Engineering,2021,31(2):128-130.(in Chinese)
文章来源:《光学与光电技术》 网址: http://www.gxygdjs.cn/qikandaodu/2021/0710/623.html
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